Protini (polypeptidi, protini) ni dutu kubwa ya molekuli, ambayo inajumuisha asidi ya alpha-amino iliyounganishwa na bondi ya peptidi. Muundo wa protini katika viumbe hai imedhamiriwa na kanuni za maumbile. Kama kanuni, usanisi hutumia seti ya amino asidi 20 za kawaida.
Uainishaji wa protini
Mgawanyo wa protini unafanywa kulingana na vigezo tofauti:
- Umbo la molekuli.
- Utungaji.
- Kazi.
Kulingana na kigezo cha mwisho, protini zimeainishwa:
- Kwenye muundo.
- Lishe na akiba.
- Usafiri.
- Makandarasi.
Protini za muundo
Hizi ni pamoja na elastin, collagen, keratin, fibroin. Polipeptidi za miundo zinahusika katika uundaji wa utando wa seli. Wanaweza kuunda vituo au kutekeleza utendakazi mwingine ndani yake.
Lishe, protini za uhifadhi
Polipeptidi ya virutubisho ni kasini. Kutokana na hilo, viumbe vinavyoongezeka hutolewa na kalsiamu, fosforasi naamino asidi.
Protini za Hifadhi ni mbegu za mimea iliyopandwa, nyeupe yai. Zinatumiwa wakati wa ukuaji wa kiinitete. Katika mwili wa binadamu, kama kwa wanyama, protini hazihifadhiwa kwenye hifadhi. Lazima zipatikane mara kwa mara pamoja na chakula, vinginevyo kuna uwezekano wa kutokea kwa dystrophy.
Polypeptides za usafirishaji
Hemoglobini ni mfano wa kawaida wa protini kama hizo. Polipeptidi nyingine zinazohusika katika uhamishaji wa homoni, lipids na vitu vingine pia hupatikana katika damu.
Tando za seli zina protini ambazo zina uwezo wa kusafirisha ayoni, amino asidi, glukosi na misombo mingine kwenye utando wa seli.
Protini za Contractile
Utendaji wa polipeptidi hizi huhusiana na kazi ya nyuzi za misuli. Kwa kuongeza, wao hutoa harakati ya cilia na flagella katika protozoa. Protini za contractile hufanya kazi ya kusafirisha organelles ndani ya seli. Kwa sababu ya uwepo wao, mabadiliko katika fomu za simu za mkononi yanahakikishwa.
Mifano ya protini za uzazi ni myosin na actin. Inafaa kusema kwamba polypeptides hizi hazipatikani tu kwenye seli za nyuzi za misuli. Protini za kubana hufanya kazi zao katika takriban tishu zote za wanyama.
Vipengele
Polipeptidi mahususi, tropomyosin, hupatikana kwenye seli. Protini ya misuli ya contractile myosin ni polima yake. Inaunda mchanganyiko wenye actin.
Protini za misuli ya kubana haziyeyuki ndani ya maji.
Kiwango cha usanisi wa polipeptidi
Inadhibitiwa na tezi dume nahomoni za steroid. Kupenya ndani ya seli, hufunga kwa vipokezi maalum. Mchanganyiko ulioundwa hupenya ndani ya kiini cha seli na hufunga kwa chromatin. Hii huongeza kiwango cha usanisi wa polipeptidi katika kiwango cha jeni.
Jeni zinazotumika hutoa usanisi ulioongezeka wa baadhi ya RNA. Inaondoka kwenye kiini, huenda kwa ribosomes na kuamsha awali ya protini mpya za kimuundo au za mikataba, enzymes au homoni. Hii ni athari ya anabolic ya jeni.
Wakati huo huo, usanisi wa protini katika seli ni mchakato wa polepole. Inahitaji gharama kubwa za nishati na nyenzo za plastiki. Ipasavyo, homoni haziwezi kudhibiti haraka kimetaboliki. Kazi yao kuu ni kudhibiti ukuaji, utofautishaji na ukuzaji wa seli katika mwili.
Kukaza kwa misuli
Ni mfano mkuu wa utendakazi wa kubana wa protini. Katika kipindi cha utafiti, ilibainika kuwa msingi wa kusinyaa kwa misuli ni mabadiliko katika sifa za kimwili za polipeptidi.
Utendaji wa contractile hutekelezwa na protini ya actomyosin, ambayo hutangamana na adenosine triphosphoric acid. Uunganisho huu unaambatana na contraction ya myofibrils. Mwingiliano kama huo unaweza kuzingatiwa nje ya mwili.
Kwa mfano, ikiwa imelowekwa kwenye maji (macerated) nyuzi za misuli, zisizo na msisimko, zinakabiliwa na suluhisho la adenosine trifosfati, kubana kwao kwa kasi kutaanza, sawa na kusinyaa kwa misuli hai. Uzoefu huu ni wa umuhimu mkubwa wa vitendo. Anathibitisha ukweli huokusinyaa kwa misuli kunahitaji mmenyuko wa kemikali wa protini za mnyweo na dutu iliyojaa nishati.
Kitendo cha vitamini E
Kwa upande mmoja, ni antioxidant kuu ya ndani ya seli. Vitamini E hulinda mafuta na misombo mingine iliyooksidishwa kwa urahisi kutoka kwa oxidation. Wakati huo huo, inafanya kazi kama mtoa huduma wa elektroni na kushiriki katika miitikio ya redoksi, ambayo inahusishwa na uhifadhi wa nishati iliyotolewa.
Upungufu wa Vitamini E husababisha kudhoofika kwa tishu za misuli: maudhui ya protini ya contractile myosin hupungua kwa kasi, na nafasi yake kuchukuliwa na collagen, polipeptidi ajizi.
Maalum ya myosin
Inachukuliwa kuwa mojawapo ya protini kuu za uzazi. Inachukua takriban 55% ya jumla ya maudhui ya polipeptidi katika tishu za misuli.
Nyezi (nyuzi nene) za myofibrili zimeundwa na myosin. Masi ina sehemu ya muda mrefu ya fibrillar, ambayo ina muundo wa heli mbili, na vichwa (miundo ya globular). Myosin ina vijisehemu 6: minyororo 2 nzito na 4 nyepesi iliyo katika sehemu ya globula.
Kazi kuu ya eneo la fibrillar ni uwezo wa kutengeneza vifurushi vya nyuzi za myosin au protofibrils nene.
Kwenye vichwa kuna tovuti inayotumika ya ATPase na kituo cha kumfunga actin. Hii inahakikisha hidrolisisi ya ATP na kushikamana na filamenti za actin.
Aina
Aina ndogo za actin na myosin ni:
- Dynein of flagella na ciliaprotozoa.
- Spectrin katika utando wa erithrositi.
- Neurostenin ya utando wa perisynaptic.
Polipeptidi za bakteria zinazohusika na kusogea kwa vitu mbalimbali katika gradient ya mkusanyiko pia zinaweza kutokana na aina za actin na myosin. Mchakato huu pia huitwa kemotaksi.
Jukumu la adenosine triphosphoric acid
Ukiweka filamenti za actomyosin kwenye mmumunyo wa asidi, ongeza ioni za potasiamu na magnesiamu, unaweza kuona kuwa zimefupishwa. Katika kesi hii, kuvunjika kwa ATP kunazingatiwa. Jambo hili linaonyesha kwamba kuvunjika kwa asidi ya adenosine triphosphoric ina uhusiano fulani na mabadiliko katika mali ya physicochemical ya protini ya contractile na, kwa hiyo, na kazi ya misuli. Jambo hili lilitambuliwa kwa mara ya kwanza na Szent-Gyorgyi na Engelhardt.
Muundo na uchanganuzi wa ATP ni muhimu katika mchakato wa kubadilisha nishati ya kemikali kuwa nishati ya kimakanika. Wakati wa kuvunjika kwa glycogen, ikifuatana na utengenezaji wa asidi ya lactic, kama katika dephosphorylation ya adenosine triphosphoric na asidi ya fosforasi ya creatine, ushiriki wa oksijeni hauhitajiki. Hii inaelezea uwezo wa misuli iliyojitenga kufanya kazi chini ya hali ya anaerobic.
Asidi ya lactic na bidhaa zinazoundwa wakati wa kuvunjika kwa adenosine triphosphoric na creatine fosphoric acids hujilimbikiza kwenye nyuzi za misuli ambazo huchoka wakati wa kufanya kazi katika mazingira ya anaerobic. Matokeo yake, hifadhi ya vitu imechoka, wakati wa kugawanyika ambayo nishati muhimu hutolewa. Ikiwa misuli ya uchovu imewekwa katika mazingira yenye oksijeni, itakuwakuiteketeza. Baadhi ya asidi lactic itaanza oxidize. Matokeo yake, maji na dioksidi kaboni huundwa. Nishati iliyotolewa itatumika kwa usanisishaji upya wa fosforasi kretini, asidi adenosine triphosphoric na glycogen kutoka kwa bidhaa za kuoza. Kutokana na hili, misuli itapata tena uwezo wa kufanya kazi.
Misuli ya mifupa
Sifa za kibinafsi za polipeptidi zinaweza tu kuelezewa kwa mfano wa utendakazi wao, yaani, mchango wao katika shughuli changamano. Miongoni mwa miundo michache ambayo uwiano wake umeanzishwa kati ya kazi ya protini na chombo, misuli ya mifupa inastahili kuangaliwa maalum.
Kiini chake huwashwa na msukumo wa neva (ishara zinazoelekezwa kwenye utando). Molekuli, upunguzaji unategemea uendeshaji wa madaraja ya kuvuka kupitia mwingiliano wa mara kwa mara kati ya actin, myosin, na Mg-ATP. Protini zinazofunga kalsiamu na ioni za Kalsiamu hufanya kama vipatanishi kati ya viathiriwa na viashiria vya neva.
Upatanishi huweka kikomo kasi ya kujibu misukumo ya "kuwasha/kuzima" na huzuia mikazo ya moja kwa moja. Wakati huo huo, baadhi ya oscillations (mabadiliko) ya nyuzi za misuli ya flywheel ya wadudu wenye mabawa hudhibitiwa si ions au misombo sawa ya chini ya Masi, lakini moja kwa moja na protini za mikataba. Kutokana na hili, mikazo ya haraka sana inawezekana, ambayo, baada ya kuwezesha, inaendelea yenyewe.
Sifa za kioo kioevu za polipeptidi
Wakati wa kufupisha nyuzi za misulikipindi cha kimiani kilichoundwa na mabadiliko ya protofibrils. Wakati kimiani cha nyuzi nyembamba kinapoingia kwenye muundo wa vipengele nene, ulinganifu wa tetragonal hubadilishwa na moja ya hexagonal. Jambo hili linaweza kuchukuliwa kuwa mpito wa polimofi katika mfumo wa kioo kioevu.
Vipengele vya michakato ya mekanokemia
Zinachemka hadi kubadilishwa kwa nishati ya kemikali kuwa nishati ya mitambo. Shughuli ya ATP-ase ya membrane ya seli ya mitochondrial ni sawa na kitendo cha mfumo wa iosin wa misuli ya mifupa. Vipengele vya kawaida pia hubainishwa katika sifa zao za kimekanokemia: hupunguzwa chini ya ushawishi wa ATP.
Kwa hivyo, protini ya uzazi lazima iwepo kwenye utando wa mitochondrial. Na kweli yupo. Imeanzishwa kuwa polipeptidi za mikataba zinahusika katika mechanochemistry ya mitochondrial. Hata hivyo, ilibainika pia kuwa phosphatidylinositol (lipidi ya utando) pia ina jukumu kubwa katika michakato hii.
Ziada
Molekuli ya protini ya myosin haichangia tu kusinyaa kwa misuli mbalimbali, lakini pia inaweza kushiriki katika michakato mingine ya ndani ya seli. Hii, hasa, ni kuhusu harakati za organelles, attachment ya actin filaments kwa membranes, malezi na utendaji wa cytoskeleton, nk. Karibu kila mara, molekuli huingiliana kwa njia moja au nyingine na actin, ambayo ni contractile ya pili muhimu. protini.
Imethibitishwa kuwa molekuli za actomyosin zinaweza kubadilisha urefu chini ya ushawishi wa nishati ya kemikali iliyotolewa wakati mabaki ya asidi ya fosforasi yanapotolewa kutoka kwa ATP. Kwa maneno mengine, mchakato huuhusababisha kusinyaa kwa misuli.
Mfumo wa ATP hufanya kazi kama aina ya kikusanyiko cha nishati ya kemikali. Inahitajika, inageuka moja kwa moja kuwa ya mitambo kupitia actomyosin. Wakati huo huo, hakuna sifa ya hatua ya kati ya michakato ya mwingiliano wa vitu vingine - mpito kwa nishati ya joto.
